I will be teaching my last lessons on Systems Engineering Management on 29th and 30th May at the Master on Systems Engineering organized by the University of Tor Vergata in Rome. Please find attached a presentation in Italian about Cost Modeling and Design-To-Cost.

1. May 14 Page 1
La variabile “costo”nei “trade-off’s” di sistema:
il “Design-to-Cost”
Dr. ing. Marco Lisi
Master di II Livello in "Systems
Engineering"
Università degli Studi di Roma Tor Vergata
Anno Accademico 2013‐2014

2. Curva dei costi durante il ciclo di vita di un prodotto

3. Opportunità di riduzione del costo del prodotto
Il costo delle modifiche di un progetto aumenta in modo inversamente
proporzionale alle possibilità di ridurre il costo del prodotto; è evidente che
occorre progettare il prodotto con obiettivi di costo chiari e definiti sin
dalle prime fasi della progettazione
Concezione Sviluppo
del
prodotto
Sviluppo del
processo
Produzione Utilizzo
Possibilità di riduzione
del costo del prodotto
Costo
delle modifiche
di progetto
Costo di sviluppo
di un prodotto
Una delle metodologie di Product Development finalizzate a mantenere sotto
controllo i costi di prodotto in fase di progettazione è il Design-To-Cost (DTC)

4. Page 4
Quanto costano gli errori quando
Software Cost
Factors
Systems Cost Factors
Requirements 1X
Design 5-7X 3-8X
Build 10X-26X 7X-16X
Test 50-177X 21-78X
Operations 100X-1000X 29-1615X

5. Definizione del Target Cost
Bottom-Up
Costo del prodotto
+
Profitto desiderato
=
Prezzo vendita
Metodo basato sul costo
Va bene se:
- si è gli unici a vendere quel prodotto
- si ha un prodotto nettamente
superiore agli altri
Ovvero si opera in un mercato guidato
da chi vende
Top-Down
Mercato/concorrenti
Prezzo di vendita
-
Profitto desiderato
=
Costo del prodotto
Metodo basato sul
prezzo di mercato
E’ obbligatorio se:
- i prodotti sono simili a quelli
concorrenti
- si è in presenza di cicli di vita brevi
dei prodotti con continui ribassi di
prezzo
Ovvero si opera in un mercato guidato da
chi acquista

6. Il “Cost Management”
“Value Analysis” (VA)
La “Value Analysis” (VA) è un approccio che esamina rigorosamente le
relazioni fra le funzionalità di un prodotto ed il suo costo, allo scopo di
ottenere la massima soddisfazione del cliente. La VA si applica
principalmente durante la fase di progettazione concettuale.
“Value Engineering” (VE)
Il “Value Engineering” (VE) si occupa dell’analisi di un prodotto allo scopo
di ridurre i suoi costi ed i costi dei processi ad esso associati.
Tipicamente il VE è una tecnica usata su prodotti esistenti quando nuovi
processi, materiali o metodi d’integrazione si rendono disponibili.
“Design-To-Cost” (DTC)
Il principale obiettivo del Design-To-Cost è quello di far sì che il progetto
converga verso un costo accettabile, piuttosto che il costo converga al
progetto.
“Risk Management”
Il “Risk Management”, articolato nelle sue cinque attività principali
(“Identification”, “Assessment”, “Analysis”, “Reduction”, “Control”),
assicura che i potenziali rischi siano compresi e tenuti in conto.

7. Target Cost
APPROCCIO TRADIZIONALE
Definizione del prodotto
Progettazione del prodotto
Stima dei costi
Profitto obiettivo
Prezzo
DESIGN-TO-COST
Definizione del prodotto
Volumi e prezzo obiettivo
Profitto obiettivo
Progettazione del prodotto
Il Design-To-Cost considera il costo del prodotto come variabile
indipendente dagli altri requisiti (cioè come un input), come un obiettivo
dipendente da fattori in larga misura estrinseci alla specifica realizzazione
del prodotto stesso: il prezzo di mercato previsto e il margine derivato
dalla pianificazione a lungo termine.

8. Il “Design‐to‐Cost” (1/2)
Il “Design-To-Cost” è un metodo di controllo del costo che fissa degli
obiettivi di costo a livelli stabiliti della Work Breakdown Structure e
richiede poi che il progetto performi “trade-off’s” per assicurare che il
sistema costruito raggiunga quegli obiettivi.
Nel “Design-To-Cost” gli obiettivi sul costo sono aggiunti ai requisiti
tecnici già esistenti ed hanno rispetto ad essi pari dignità.
Nell’approccio tradizionale, l’attenzione è principalmente rivolta alla
performance (sempre), all’estetica (a volte) o alla tecnologia (spesso).
Nel “Design-To-Cost” il costo del prodotto è considerato come una
variabile di progetto indipendente, cioè come un input costituito da un
valore target che deve essere raggiunto.

9. Il “Design‐to‐Cost” (2/2)
“An acquisition management technique to achieve defense system designs
that meet stated cost requirements. Cost is addressed on a continuing
basis as part of a system’s developemnt and production process. The
technique embodies early establishment of realistic but rigorous cost
targets and a determined effort to achieve them.”
(MIL-STD-337, “Design to Cost”)
Da questa definizione si evince che il “Design-to-Cost” :
1. È una tecnica di management;
2. È parte del processo di sviluppo e produzione;
3. Richiede la definizione di “goals” realistici già nelle prime fasi del
progetto;
4. È un processo continuo.

10. Un esempio di “Design‐to‐Cost”: il missile AIM‐9X
Raytheon Systems stima di aver risparmiato circa 1,2 B$ attraverso la
metodologia “Design.to-Cost” applicata al programma del missile AIM-9X
per la U.S. Navy.
Secondo Jim Charlton, Affordability Manager in Raytheon, la metodologia
DTC ha permesso al gruppo di progetto di “… trattare un dollaro alla stessa
stregua di un ohm, un chilogrammo, o un newton, assicurando che il costo
fosse considerato in ogni decisione tecnica nell’ambito del programma”.

11. “Cost As An Independent Variable” (CAIV)
Il “Cost As An Independent Variable” o CAIV è definito nella Sezione 3.3.4
del DoD 5000.2-R come:
“… a process that helps arrive at cost objectives (including life-cycle
costs) and helps the requirements community set performance
objectives. The CAIV process shall be used to develop an acquisition
strategy for acquiring and operating affordable DoD systems by setting
aggressive, achievable cost objectives and manging achievement of
these objectives.”
Il CAIV può apparire equivalente al “Design-to-Cost” (DTC). In realtà , il
CAIV è chiaramente orientato a gestire l’obiettivo di costo sull’intero
ciclo di vita del prodotto, attraverso le seguenti cinque azioni:
1. Fissare obiettivi di costo realistici ma aggressivi;
2. Gestire i rischi sugli obiettivi di costo, schedule e performance;
3. Utilizzare metriche appropriate per il controllo;
4. Motivare i manager del governo e dell’industria verso il raggiungimento
degli obiettivi;
5. Sviluppare incentivi per ridurre i costi di esercizio e di supporto per i
sistemi operativi.

12. Metodologia del Design‐To‐Cost
In ogni progetto di Sviluppo Prodotto realizzato adottando la metodologia
Design-To-Cost è necessario, fin dalle prime fasi, garantire un forte
legame tra le esigenze/priorità del cliente (a volte non chiaramente
espresse o percepite dagli enti tecnici) e le azioni di
progettazione/riduzione costi.
Definizione ed apporzionamento di obiettivi di costo ad un livello della
PBS dove essi possano essere efficacemente gestiti.
Modelli di costo del prodotto e del suo ciclo di vita si rendono necessari
già nelle fasi iniziali per supportare il processo decisionale.
Esplorazione creativa di alternative sistemistiche e di progetto come base
per sviluppare soluzioni a più basso costo.
Utilizzo della “Value Analysis” per individuare le funzioni del prodotto
essenziali dal punto di vista del cliente ed i costi ad esse associate
(analisi di Pareto, matrice di Kano).
Applicazione di tecniche “Design for Manufacturability”.
Adozione di gruppi di lavoro basati sul concetto di “Concurrent
Engineering”.
Miglioramento continuo attraverso il “Value Engineering” per la riduzione
dei costi nel medio-lungo termine.

13. La Matrice di Kano è uno strumento volto a classificare le caratteristiche di
qualità di un prodotto o servizio, al fine di poter meglio comprendere la loro
importanza relativa in ottica cliente
La matrice di Kano in particolare serve a rappresentare la relazione esistente tra il livello di qualità raggiunto
per una specifica caratteristica e la corrispondente soddisfazione del cliente. La matrice consente quindi di
comprendere che le diverse caratteristiche di qualità non hanno la stessa importanza per il cliente. Si
distinguono infatti tre categorie di caratteristiche di qualità, alle quale il cliente associa un diverso valore:
Delighter: la sola presenza di
questa categoria può essere
già motivo di soddisfazione del
cliente
Must Be: il cliente considera
queste caratteristiche ormai
“scontate”, rispetto alle quali
anche un eccellente livello di
performance non è in grado di
influenzare la sua soddisfazione.
La presenza totale di queste
caratteristiche quindi
rappresenta il minimo atteso
More is Better: la presenza
di queste caratteristiche sotto
un certo livello (punto neutro)
determina l’insoddisfazione per
il cliente. La presenza oltre il
punto comporta invece un
grado di soddisfazione tanto
più elevato quanto più ci si
allontana da tale punto,
La marice di Kano fornisce indicazioni utili per la scelta della strategia progettuale a seconda che si desideri
ottimizzare i costi (focalizzandosi sulle caratteristiche must be) o ottenere una maggiore differenziazione
(focalizzandosi sulle caratteristiche delighter) rispetto ai concorrenti o al prodotto attualmente esistente

14. Page 14
Il “trade‐off” costo ‐ “performance”

15. Metodi di stima dei costi (“Cost Estimating”)
Approccio “Rule-of-thumb”
E’ basato sul giudizio di esperti e si applica a campi di attività molto
familiari e non particolarmente innovativi.
Approccio “Bottom-up”
E’ il metodo tradizionale basato su stime di dettaglio che partono da livelli
relativamente bassi della WBS. Un suo potenziale problema, a parte il
tempo e lo sforzo che esso richiede, è che spesso l’inclusione di
“contingencies” a ciascun livello di aggregazione porta ad una
“contingency” aggregata eccessiva e quindi ad una stima irrealistica.
Approccio “per analogia”
Si basa su un database storico (se esistente) di attività simili o analoghe.
Proposte da fornitori in competizione
Generalmente affidabile, ma “time consuming” ed applicabile solo ove
esista un’effettiva competizione.
Approccio basato su modelli parametrici
E’ basato su modelli di costo che identificano dei “cost drivers”
dall’analisi, anche storica, di dati economici, tecnici e programmatici. Da
questa analisi si derivano formule semplificate semi-empiriche, note come
“Cost Estimation Relationships” (CERS). L’approccio ha il vantaggio,
soprattutto nelle fasi iniziali di un progetto, di permettere simulazioni di
costo rapide e sufficientemente affidabili.

16. Page 16
Perché il “Cost Modelling”?
Without cost modelling
Requirements
Design
Cost
Reqts
Design
Cost
With cost modelling
Sequential process Simultaneous process

17.  Il Design Re‐Use raggruppa tutte le metodologie che sono rivolte al riutilizzo di soluzioni di
progetto già disponibili, ovvero al recupero di valore esistente nell’ambito della
progettazione
 Il Design Re‐use può essere molto diverso in funzione dei prodotti realizzati e dei
processi/applicativi utilizzati nel processo di sviluppo:
• Il livello più semplice è quello delle “librerie tecniche” utilizzate come supporto agli
applicativi di progettazione (es: simboli)
• Il livello più complesso è quello degli oggetti finiti, ovvero delle soluzioni di progetto
che realizzano intere funzioni (es: processore di un canale di comunicazione)
• Gli oggetti di riuso possono essere di vario tipo: artefatti, procedure software, moduli
hardware e software (IP), semilavorati, etc.
 Il Design Re‐Use presuppone la definizione ed il riutilizzo di configurazioni di prodotto
standard (master project) che adottino componenti standard (building block) da
personalizzare in funzione delle specifiche richieste dei clienti
- Design Re-Use -
Metodologie di DTC

18.  Le discipline di Design for Manufacturing fanno parte del Concurrent Engineering e
puntano a ottenere soluzioni di progetto che ottimizzino i costi di Produzione
 Sono di interesse specifico del Design for Manufacturing:
• L’ottimizzazione delle liste parti materiali per ridurre la diversità
• La scelta di componenti e tecnologie in funzione delle capacità, delle attrezzature e dei
tempi di montaggio, collaudo e rilavorazione
• La definizione delle caratteristiche di programmazione di oggetti che includono
software rispetto ai costi di attrezzaggio e capacità
 Il Design for Manufacturing richiede un ambiente di concurrent engineering dotato di
strutture per il lavoro collaborativo in rete, che risultano fondamentali per quelle aziende
dove la progettazione e la produzione sono distribuite sul territorio
- Design for Manufacturing -
Metodologie di DTC

19.  Il Life Cycle costing è una metodologia che punta ad un migliore definizione dei costi di
prodotto rapportandoli a tutte le fasi del suo ciclo di vita, da quelle produttive a quelle
operative e logistiche
 I fattori di costo del prodotto vengono calcolati in funzione dei costi presenti e futuri, con
particolare attenzione a:
• Soluzioni e caratteristiche di progetto che possono produrre impatti verso le fasi
operative e logistiche (RMT, Design for Maintainance)
• Gestione pro‐attiva dell’obsolescenza di tecnologie e/o componenti utilizzati nel
prodotto (Obsolescence management)
• Criteri di efficienza dei costi per il mantenimento operativo a lungo termine del
prodotto nel sistema di utilizzo (sostituzione, retrofit) – in questo ambito vi sono
metodologie come il Modular design per l’avionica
 Il Life Cycle costing si basa sull’analisi del ciclo di vita del prodotto e richiede sistemi
adeguati di collaborazione e concurrent engineering sia verso l’interno che verso l’esterno
dell’azienda
- Life Cycle Costing -
Metodologie di DTC

20. Product
Design Review
Component
Design
Enviromental
Analysis
Manufacturing
Planning
Test Design
Review
Product
Design
Review
Component
Design
Enviromental Analysis
Manufacturing Planning
Test Design
time
Traditional vs. Concurrent Engineering
Approach
20